2023-12-07 10:13:21
12月1日，國際學(xué)術(shù)雜志《科學(xué)》在線發(fā)表華中農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴(yán)建兵團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國加州大學(xué)戴維斯分校杰弗里·羅斯-伊巴拉團(tuán)隊(duì)的研究論文。該研究提出了一個(gè)全新的玉米起源模型，發(fā)現(xiàn)兩份完全不同的大芻草——小穎大芻草亞種和墨西哥高原大芻草亞種，為現(xiàn)代玉米的“兩個(gè)祖先”，修正了玉米單一起源于小穎大芻草亞種的假說。同時(shí)，證明了墨西哥高原大芻草亞種對現(xiàn)代玉米表型變異的重要貢獻(xiàn)。
△嚴(yán)建兵教授（中）
玉米是馴化最為成功的作物之一，與其野生近緣種之間存在巨大的形態(tài)差異，引發(fā)了科學(xué)界關(guān)于玉米起源的長達(dá)一個(gè)世紀(jì)的爭論。直到本世紀(jì)初，借助分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展，美國學(xué)者證明玉米是單一起源于小穎大芻草亞種，并計(jì)算出馴化時(shí)間為9000年之前，單起源假說成為科學(xué)界的共識。
小穎大芻草亞種生長于墨西哥西南部低海拔地區(qū)，墨西哥高原大芻草亞種生長于墨西哥中部高海拔地區(qū)。近十年的有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代玉米存在墨西哥高原大芻草亞種基因滲透的證據(jù)，玉米單一起源假說存在諸多解釋不通的現(xiàn)象。
此次中外學(xué)者聯(lián)合研究首次提出了“二次起源”假說。聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)分析了大量大芻草和現(xiàn)代玉米（包括栽培玉米和農(nóng)家種）以及古玉米基因組數(shù)據(jù)，證明了墨西哥高原大芻草亞種為現(xiàn)代玉米的第二祖先。
“我們利用新技術(shù)的進(jìn)步，通過考古生物學(xué)、群體遺傳學(xué)、測序技術(shù)的學(xué)科交叉研究方法，得出了一個(gè)結(jié)論：玉米經(jīng)歷了兩次馴化。”華中農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長、湖北洪山實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任嚴(yán)建兵教授介紹，第一次馴化是9000年前，單一起源于小穎大芻草亞種，但在6000年前后，玉米又與墨西哥高原大芻草亞種發(fā)生了一次雜交，發(fā)生了第二次馴化，并引入了墨西哥高原亞種大約18%的基因組。也就是說，現(xiàn)代玉米都是來自兩個(gè)不同大芻草的“后代”。
嚴(yán)建兵教授表示，二次起源極大地提高了現(xiàn)代玉米的適應(yīng)性，墨西哥高原亞種為現(xiàn)代玉米提供了高原適應(yīng)性和廣泛的抗性基因，這為今天玉米成為全球適應(yīng)性最廣和種植面積最大的作物奠定重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。
據(jù)介紹，該研究成果為理解人為機(jī)制對作物馴化起源的影響提供了良好范例，并為利用野生資源進(jìn)行作物遺傳改良奠定重要理論基礎(chǔ)。
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